(57)【要約】【課題】高い電圧分解能を有するＡ／Ｄ変換器を用いることなく、検出対象信号の周波数を正確に検出することができる周波数検出回路を得ることを目的とする。【解決手段】検出対象信号であるＲＦ信号とローカル信号源２により発振されたＩＯ信号をミキシングしてＩＦ信号を出力するミキサ３と、ミキサ３から出力された周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号のうち、ＲＦ信号とＬＯ信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆ−Ｆ＿ｌｏ｜を有し、その周波数がＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低いＩＦ信号（ＩＦＬ信号）だけを通過させるローパスフィルタ４とを設けるように構成する。【選択図】図１
2013117426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の周波数のローカル信号を発振するローカル信号源と、周波数検出対象の信号である検出対象信号と上記ローカル信号源により発振されたローカル信号をミキシングして、上記検出対象信号と上記ローカル信号の周波数差に相当する周波数を有し、その周波数が上記検出対象信号の周波数より低い中間周波数信号を生成する中間周波数信号生成手段と、上記中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に対応する電圧を求め、その電圧から上記検出対象信号の周波数を特定する周波数特定手段とを備えた周波数検出回路。
【請求項２】
周波数検出対象の信号である検出対象信号が取り得る周波数帯域の中で、一部の周波数帯域の信号だけを通過させるバンドパスフィルタと、特定の周波数のローカル信号を発振するローカル信号源と、上記バンドパスフィルタを通過する信号と上記ローカル信号源により発振されたローカル信号をミキシングして、上記バンドパスフィルタを通過する信号と上記ローカル信号の周波数差に相当する周波数を有し、その周波数が上記バンドパスフィルタを通過する信号の周波数より低い中間周波数信号を生成する中間周波数信号生成手段と、上記中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に対応する電圧を求め、その電圧から上記検出対象信号の周波数を特定する周波数特定手段とから構成されている検出系を複数備えており、
上記複数の検出系におけるバンドパスフィルタの通過帯域が異なっていることを特徴とする周波数検出回路。
【請求項３】
周波数特定手段は、中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に対応する電圧を求めるＦＶ変換回路と、上記ＦＶ変換回路により求められた電圧から検出対象信号の周波数を特定する周波数特定部とから構成されており、
上記ＦＶ変換回路は、上記中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力するパルス発生回路と、上記パルス発生回路から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、電流源から出力される電流によってキャパシタを充電し、上記キャパシタの両端の電位差を出力する充電回路とから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周波数検出回路。
【請求項４】
全ての検出系におけるバンドパスフィルタの通過帯域の幅が同一の帯域幅に設定されており、中間周波数信号生成手段により生成される中間周波数信号の周波数帯域が全ての検出系で一致するように、ローカル信号源から発振されるローカル信号の周波数が設定されていることを特徴とする請求項２記載の周波数検出回路。
【請求項５】
複数の検出系におけるローカル信号源が共用化されており、
共用のローカル信号源は、ローカル信号を発振する発振回路と、上記発振回路により発振されたローカル信号を分周して、分周後のローカル信号を中間周波数信号生成手段に出力する複数の分周回路とから構成され、
上記複数の分周回路における分周数が異なっていることを特徴とする請求項４記載の周波数検出回路。
【請求項６】
複数の検出系におけるローカル信号源が共用化されており、
共用のローカル信号源は、ローカル信号を発振する発振回路と、上記発振回路により発振されたローカル信号を逓倍して、逓倍後のローカル信号を中間周波数信号生成手段に出力する複数の逓倍回路とから構成され、
上記複数の逓倍回路における逓倍数が異なっていることを特徴とする請求項４記載の周波数検出回路。
【請求項７】
複数の検出系におけるローカル信号源が共用化されており、
共用のローカル信号源は、ローカル信号を発振する発振回路と、上記発振回路により発振されたローカル信号における高周波信号のうち、特定の次数の高周波信号だけを通過させて中間周波数信号生成手段に出力する複数のバンドパスフィルタとから構成され、
上記複数のバンドパスフィルタにおける通過対象の高周波信号の次数が異なっていることを特徴とする請求項４記載の周波数検出回路。
【請求項８】
特定の周波数の信号に対して、イメージ周波数の信号の影響を除去する特性を有するイメージリジェクション型ミキサを中間周波数信号生成手段として使用することで、バンドパスフィルタを実装しないことを特徴とする請求項２記載の周波数検出回路。
【請求項９】
検出対象信号の周波数帯域を検出系の個数で均等に分割した場合の各分割帯域の幅と、複数の検出系におけるローカル信号の周波数の間隔とが同じになるように、ローカル信号源により発振されるローカル信号の周波数を設定し、
複数の検出系における周波数特定手段の周波数の特定結果の中から、適正な特定結果を選択する特定結果選択手段を設けることで、バンドパスフィルタを実装しないことを特徴とする請求項２記載の周波数検出回路。
【請求項１０】
特定結果選択手段は、複数の検出系における周波数特定手段から出力される電圧の関係から、２以上の異なる周波数の検出対象信号が入力された状況を検出することを特徴とする請求項９記載の周波数検出回路。
【請求項１１】
周波数特定手段から出力される電圧が適正な電圧範囲内であれば、当該電圧に対応する周波数は検出対象信号の周波数であると判別する判別手段を設けたことを特徴とする請求項２または請求項９記載の周波数検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周波数に反比例している電圧を出力する周波数／電圧変換回路を用いて、周波数検出対象の信号の周波数を検出する周波数検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、以下の非特許文献１には、周波数に反比例するアナログ電圧を出力する周波数／電圧変換回路を用いている周波数検出回路が開示されている。
図１２は非特許文献１に開示されている周波数検出回路の一部を示す構成図である。
図１２において、入力端子１０１は周波数検出対象の信号である検出対象信号を入力する端子である。
パルス発生回路１０２は入力端子１０１から入力された検出対象信号の周波数に応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力する回路である。
充電回路１０３はパルス発生回路１０２から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、スイッチ１０５をオンにすることで、電流源１０４から出力される電流によってキャパシタ１０６を充電し、そのキャパシタ１０６の両端の電位差を出力端子１０７に出力する回路である。
【０００３】
次に動作について説明する。
パルス発生回路１０２は、入力端子１０１から入力された検出対象信号の周波数に応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力する。
ここで、パルス発生回路１０２から出力されるパルス信号のオン時間をＴＯＮ、検出対象信号の１周期の時間をＴＦとすると、パルス信号のオン時間ＴＯＮと検出対象信号の１周期の時間ＴＦとの関係は、下記の式（１）で表される。
2013117426.tif 000003
式（１）において、Ｎはパルス発生回路１０２が持つ既知で任意の係数である。
【０００４】
充電回路１０３は、パルス発生回路１０２から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、スイッチ１０５をオンにすることで、電流源１０４から出力される電流によってキャパシタ１０６を充電し、そのキャパシタ１０６の両端の電位差を出力端子１０７に出力するが、出力端子１０７から出力される電圧ＶＯは、入力信号である検出対象信号の周波数をＦ＿ｒｆとすると、下記の式（２）で表される。
2013117426.tif 000004
式（２）において、Ｃはキャパシタ１０６の容量、ＩＣは電流源１０４から出力される電流である。
電流源１０４から出力される電流ＩＣと、係数Ｎと、キャパシタ１０６の容量Ｃは既知であるため、出力端子１０７から出力される電圧ＶＯをＡ／Ｄ変換器などで測定することで、検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆを検出することができる。
【０００５】
ここで、図１３は検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆと出力電圧ＶＯの関係を示す説明図である。
検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆを検出する帯域での最大周波数をＦ＿ｒｆｍａｘ、最小周波数をＦ＿ｒｆｍｉｎとすると、最大周波数Ｆ＿ｒｆｍａｘから最小周波数Ｆ＿ｒｆｍｉｎの範囲の中で、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯは、下記の式（３）で表される。ただし、周波数分解能ｄｆは、周波数を検出する帯域幅（Ｆ＿ｒｆｍａｘ−Ｆ＿ｒｆｍｉｎ）と比べて充分に小さいものとする。
2013117426.tif 000005
【０００６】
なお、周波数検出回路の周波数検出特性は、図１３から明らかなように、検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆが高くなるにしたがって出力電圧特性の傾きが小さくなり、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯが小さくなる。
このため、周波数検出回路の出力電圧ＶＯを計測するＡ／Ｄ変換器は、高い電圧分解能が必要になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Staffan Johansson, “New Frequency Counting Principle improves resolution,” Frequency Control Symposium and Exposition, 2005. Proceedings of the 2005 IEEE International IEEE
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の周波数検出回路は以上のように構成されているので、高い電圧分解能を有するＡ／Ｄ変換器が出力電圧ＶＯを計測するようにしなければ、検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆを正確に検出することができないなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高い電圧分解能を有するＡ／Ｄ変換器を用いることなく、検出対象信号の周波数を正確に検出することができる周波数検出回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る周波数検出回路は、特定の周波数のローカル信号を発振するローカル信号源と、周波数検出対象の信号である検出対象信号とローカル信号源により発振されたローカル信号をミキシングして、その検出対象信号とローカル信号の周波数差に相当する周波数を有し、その周波数が検出対象信号の周波数より低い中間周波数信号を生成する中間周波数信号生成手段とを設け、周波数特定手段が、中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に対応する電圧を求め、その電圧から検出対象信号の周波数を特定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、特定の周波数のローカル信号を発振するローカル信号源と、周波数検出対象の信号である検出対象信号とローカル信号源により発振されたローカル信号をミキシングして、その検出対象信号とローカル信号の周波数差に相当する周波数を有し、その周波数が検出対象信号の周波数より低い中間周波数信号を生成する中間周波数信号生成手段とを設け、周波数特定手段が、中間周波数信号生成手段により生成された中間周波数信号の周波数に対応する電圧を求め、その電圧から検出対象信号の周波数を特定するように構成したので、高い電圧分解能を有するＡ／Ｄ変換器を用いることなく、検出対象信号の周波数を正確に検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による周波数検出回路を示す構成図である。
【図２】ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
【図３】ＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域になっている場合のＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による周波数検出回路を示す構成図である。
【図５】ＲＦＢ信号の周波数Ｆ＿ｒｆｂ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路１５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態６による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７による周波数検出回路の検出系１０−１を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態８による周波数検出回路を示す構成図である。
【図１１】周波数検出回路における各種信号の周波数の関係を示す説明図である。
【図１２】非特許文献１に開示されている周波数検出回路の一部を示す構成図である。
【図１３】検出対象信号の周波数Ｆ＿ｒｆと出力電圧ＶＯの関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による周波数検出回路を示す構成図である。
図１において、入力端子１は周波数検出対象の信号であるＲＦ信号（検出対象信号）を入力する端子である。
ローカル信号源２は特定の周波数Ｆ＿ｌｏのＬＯ信号（ローカル信号）を発振する信号源である。
この実施の形態１では、ローカル信号源２により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏは、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の最小周波数Ｆ＿ｒｆｍｉｎより低い値に設定されている。
【００１４】
ミキサ３は入力端子１から入力されたＲＦ信号とローカル信号源２により発振されたＬＯ信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号（中間周波数信号）を出力する処理を実施する。
ローパスフィルタ４はミキサ３から出力された周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号のうち、ＲＦ信号とＬＯ信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆ−Ｆ＿ｌｏ｜を有し、その周波数がＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低いＩＦ信号だけを通過させるフィルタである。以下、ローパスフィルタ４を通過するＩＦ信号をＩＦＬ信号と称し、そのＩＦＬ信号の周波数をＦ＿ｉｆｌと表記する。
なお、ミキサ３及びローパスフィルタ４から中間周波数信号生成手段が構成されている。
【００１５】
ＦＶ変換回路５はローパスフィルタ４を通過するＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌに反比例しているアナログ電圧ＶＯ（ＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌに対応する電圧）を求め、そのアナログ電圧ＶＯを周波数特定部６に出力する回路である。
即ち、ＦＶ変換回路５は、図１２に示すパルス発生回路１０２と充電回路１０３から構成されており、パルス発生回路１０２は、ローパスフィルタ４を通過するＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌに応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力し、充電回路１０３は、パルス発生回路１０２から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、スイッチ１０５をオンにすることで、電流源１０４から出力される電流によってキャパシタ１０６を充電し、そのキャパシタ１０６の両端の電位差ＶＯを周波数特定部６に出力する。
なお、ＦＶ変換回路５は周波数／電圧変換手段を構成している。
【００１６】
周波数特定部６はＦＶ変換回路５から出力されたアナログ電圧ＶＯを測定するＡ／Ｄ変換器を備えており、そのアナログ電圧ＶＯからＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する処理を実施する。
なお、ＦＶ変換回路５及び周波数特定部６から周波数特定手段が構成されている。
【００１７】
次に動作について説明する。
まず、ミキサ３は、入力端子１からＲＦ信号が入力されると、そのＲＦ信号とローカル信号源２により発振されたＬＯ信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号をローパスフィルタ４に出力する。
ローパスフィルタ４は、ミキサ３から周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号を受けると、周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号のうち、ＲＦ信号とＬＯ信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆ−Ｆ＿ｌｏ｜を有し、その周波数がＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低いＩＦ信号（ＩＦＬ信号）だけを通過させるようにする。
【００１８】
ここで、図２はＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
この実施の形態１では、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆが取り得る周波数の最大周波数をＦ＿ｒｆｍａｘ、最小周波数をＦ＿ｒｆｍｉｎとして、ローカル信号源２により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏを下記のように設定している。
Ｆ＿ｌｏ＜Ｆ＿ｒｆｍｉｎ
【００１９】
その結果、ローパスフィルタ４を通過するＩＦＬ信号は、図２に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低い周波数に変換される。
このとき、ＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌは、下記の式（４）に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏの関係から一意に決まる。
2013117426.tif 000006
【００２０】
ＦＶ変換回路５は、ローパスフィルタ４を通過してきたＩＦＬ信号を受けると、そのＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌに反比例しているアナログ電圧ＶＯを周波数特定部６に出力するが、ＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌの帯域は、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆの帯域より低く、ＩＦＬ信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌｍａｘは、ＲＦ信号の最大周波数Ｆ＿ｒｆｍａｘより低くなっている。
このため、ＦＶ変換回路５が周波数に反比例しているアナログ電圧ＶＯを出力するに際して、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯは、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆをアナログ電圧ＶＯに変換する場合よりも、ＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌをアナログ電圧ＶＯに変換する場合の方が大きくなる。
このことは、図２にも示されており、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆよりも低いＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌの方が、周波数変化に伴う電圧変化の傾きが急峻になり、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯが大きくなることは明らかである。
【００２１】
周波数特定部６は、ＦＶ変換回路５からアナログ電圧ＶＯを受けると、そのアナログ電圧ＶＯからＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する。
上記の式（４）に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆは、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏの関係から一意に決まるため、アナログ電圧ＶＯを測定することでＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌを検出することができれば、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを同定することができる。
【００２２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、周波数Ｆ＿ｌｏのＩＯ信号を発振するローカル信号源２と、検出対象信号であるＲＦ信号とローカル信号源２により発振されたＩＯ信号をミキシングしてＩＦ信号を出力するミキサ３と、ミキサ３から出力された周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ｜のＩＦ信号のうち、ＲＦ信号とＬＯ信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆ−Ｆ＿ｌｏ｜を有し、その周波数がＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低いＩＦ信号（ＩＦＬ信号）だけを通過させるローパスフィルタ４とを設け、ＦＶ変換回路５が、ローパスフィルタ４を通過するＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌに対応するアナログ電圧ＶＯを求め、そのアナログ電圧ＶＯからＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定するように構成したので、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯを大きくすることができるようになり、その結果、高い電圧分解能を有するＡ／Ｄ変換器を用いることなく、検出対象信号であるＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを正確に検出することができる効果を奏する。
【００２３】
この実施の形態１では、ローカル信号源２により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏが、ＲＦ信号の最小周波数Ｆ＿ｒｆｍｉｎより低い値に設定されているものを示したが、これに限るものではなく、例えば、Ｆ＿ｉｆｌｍａｘ＜Ｆ＿ｌｏ≦２×Ｆ＿ｒｆｍｉｎの範囲に設定されていても、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、検出対象信号であるＲＦ信号を、ＲＦ信号の周波数より低い周波数のＩＦＬ信号に変換することで、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯを大きくするようにしているが、上記実施の形態１の場合、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域になるにつれて、ＲＦ信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌｍａｘが高い周波数となり、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯが小さくなる。
【００２５】
図３はＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域になっている場合のＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
図２と図３を比較すると、図３におけるＩＦＬ信号の方が、周波数変化に伴う電圧変化の傾きが緩くなり、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯが小さくなっている。
この実施の形態２では、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域である場合、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域を複数に分割することで、上記実施の形態１よりも、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯを大きくしている。
【００２６】
図４はこの発明の実施の形態２による周波数検出回路を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
検出系１０−１はＲＦ信号が取り得る周波数帯域が２分割された場合、上半分の周波数帯域のＲＦ信号について周波数の検出処理を行う系統であり、バンドパスフィルタ１１−１、ローカル信号源１２−１、ミキサ１３−１、ローパスフィルタ１４−１、ＦＶ変換回路１５−１及び周波数特定部１６−１から構成されている。
検出系１０−２はＲＦ信号が取り得る周波数帯域が２分割された場合、下半分の周波数帯域のＲＦ信号について周波数の検出処理を行う系統であり、バンドパスフィルタ１１−２、ローカル信号源１２−２、ミキサ１３−２、ローパスフィルタ１４−２、ＦＶ変換回路１５−２及び周波数特定部１６−２から構成されている。
【００２７】
検出系１０−１のバンドパスフィルタ１１−１はＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、上半分の周波数帯域のＲＦ信号（一部の周波数帯域の信号）だけをＲＦＢ１信号として通過させるフィルタである。
ここでは、ＲＦＢ１信号の周波数をＦ＿ｒｆｂ１と表記し、ＲＦＢ１信号が取り得る周波数の最大周波数をＦ＿ｒｆｂ１ｍａｘ、最小周波数をＦ＿ｒｆｂ１ｍｉｎと表記する。
ローカル信号源１２−１は特定の周波数Ｆ＿ｌｏ１のＬＯ１信号を発振する信号源である。
この実施の形態２では、ローカル信号源１２−１により発振されるＬＯ１信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１は、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の最小周波数Ｆ＿ｒｆｂ１ｍｉｎより低い値に設定されている。
【００２８】
ミキサ１３−１はバンドパスフィルタ１１−１を通過するＲＦＢ１信号とローカル信号源１２−１により発振されたＬＯ１信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号（中間周波数信号）を出力する処理を実施する。
ローパスフィルタ１４−１はミキサ１３−１から出力された周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号のうち、バンドパスフィルタ１１−１を通過するＲＦＢ１信号とＬＯ１信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１−Ｆ＿ｌｏ１｜を有し、その周波数がＲＦＢ信号１の周波数Ｆ＿ｒｆｂ１より低いＩＦ１信号だけを通過させるフィルタである。以下、ローパスフィルタ１４−１を通過するＩＦ１信号をＩＦＬ１信号と称し、そのＩＦＬ１信号の周波数をＦ＿ｉｆｌ１と表記する。
なお、ミキサ１３−１及びローパスフィルタ１４−１から中間周波数信号生成手段が構成されている。
【００２９】
ＦＶ変換回路１５−１はローパスフィルタ１４−１を通過するＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１に反比例しているアナログ電圧ＶＯ−１（ＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１に対応する電圧）を求め、そのアナログ電圧ＶＯ−１を周波数特定部１６−１に出力する回路である。
即ち、ＦＶ変換回路１５−１は、図１２に示すパルス発生回路１０２と充電回路１０３から構成されており、パルス発生回路１０２は、ローパスフィルタ１４−１を通過するＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１に応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力し、充電回路１０３は、パルス発生回路１０２から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、スイッチ１０５をオンにすることで、電流源１０４から出力される電流によってキャパシタ１０６を充電し、そのキャパシタ１０６の両端の電位差ＶＯ−１を周波数特定部１６−１に出力する。
周波数特定部１６−１はＦＶ変換回路１５−１から出力されたアナログ電圧ＶＯ−１を測定するＡ／Ｄ変換器を備えており、そのアナログ電圧ＶＯ−１からＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する処理を実施する。
なお、ＦＶ変換回路１５−１及び周波数特定部１６−１から周波数特定手段が構成されている。
【００３０】
検出系１０−２のバンドパスフィルタ１１−２はＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、下半分の周波数帯域のＲＦ信号（一部の周波数帯域の信号）だけをＲＦＢ２信号として通過させるフィルタである。
ここでは、ＲＦＢ２信号の周波数をＦ＿ｒｆｂ２と表記し、ＲＦＢ２信号が取り得る周波数の最大周波数をＦ＿ｒｆｂ２ｍａｘ、最小周波数をＦ＿ｒｆｂ２ｍｉｎと表記する。
ローカル信号源１２−２は特定の周波数Ｆ＿ｌｏ２のＬＯ２信号を発振する信号源である。
この実施の形態２では、ローカル信号源１２−２により発振されるＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２は、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の最小周波数Ｆ＿ｒｆｂ２ｍｉｎより低い値に設定されている。
【００３１】
ミキサ１３−２はバンドパスフィルタ１１−２を通過するＲＦＢ２信号とローカル信号源１２−２により発振されたＬＯ２信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２±Ｆ＿ｌｏ２｜のＩＦ２信号（中間周波数信号）を出力する処理を実施する。
ローパスフィルタ１４−２はミキサ１３−２から出力された周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２±Ｆ＿ｌｏ２｜のＩＦ２信号のうち、バンドパスフィルタ１１−２を通過するＲＦＢ２信号とＬＯ２信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２−Ｆ＿ｌｏ２｜を有し、その周波数がＲＦＢ信号２の周波数Ｆ＿ｒｆｂ２より低いＩＦ２信号だけを通過させるフィルタである。以下、ローパスフィルタ１４−２を通過するＩＦ２信号をＩＦＬ２信号と称し、そのＩＦＬ２信号の周波数をＦ＿ｉｆｌ２と表記する。
なお、ミキサ１３−２及びローパスフィルタ１４−２から中間周波数信号生成手段が構成されている。
【００３２】
ＦＶ変換回路１５−２はローパスフィルタ１４−２を通過するＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２に反比例しているアナログ電圧ＶＯ−２（ＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２に対応する電圧）を求め、そのアナログ電圧ＶＯ−２を周波数特定部１６−２に出力する回路である。
即ち、ＦＶ変換回路１５−２は、図１２に示すパルス発生回路１０２と充電回路１０３から構成されており、パルス発生回路１０２は、ローパスフィルタ１４−２を通過するＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２に応じてオン状態の時間が変化するパルス信号を出力し、充電回路１０３は、パルス発生回路１０２から出力されるパルス信号がオン状態である時間だけ、スイッチ１０５をオンにすることで、電流源１０４から出力される電流によってキャパシタ１０６を充電し、そのキャパシタ１０６の両端の電位差ＶＯ−２を周波数特定部１６−２に出力する。
周波数特定部１６−２はＦＶ変換回路１５−２から出力されたアナログ電圧ＶＯ−２を測定するＡ／Ｄ変換器を備えており、そのアナログ電圧ＶＯ−２からＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する処理を実施する。
なお、ＦＶ変換回路１５−２及び周波数特定部１６−２から周波数特定手段が構成されている。
【００３３】
次に動作について説明する。
図５はＲＦＢ信号の周波数Ｆ＿ｒｆｂ及びＩＦＬ信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌと、ＦＶ変換回路１５の出力電圧ＶＯとの関係を示す説明図である。
この実施の形態２では、入力端子１から入力されたＲＦ信号が取り得る周波数帯域が２分割されるように検出系１０−１，１０−２のバンドパスフィルタ１１−１，１１−２の通過帯域が設定されている。
即ち、検出系１０−１のバンドパスフィルタ１１−１は、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、上半分の周波数帯域のＲＦ信号だけをＲＦＢ１信号として通過させるように通過帯域が設定されており、検出系１０−２のバンドパスフィルタ１１−２は、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、下半分の周波数帯域のＲＦ信号だけをＲＦＢ２信号として通過させるように通過帯域が設定されている。
これにより、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆが、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の上半分に含まれていれば、検出系１０−１によって周波数Ｆ＿ｒｆの検出処理が行われ、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆが、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域の下半分に含まれていれば、検出系１０−２によって周波数Ｆ＿ｒｆの検出処理が行われる。
【００３４】
具体的には、以下のようにして、周波数Ｆ＿ｒｆの検出処理が行われる。
検出系１０−１のバンドパスフィルタ１１−１は、入力端子１からＲＦ信号が入力されると、そのＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、上半分の周波数帯域に含まれていれば、そのＲＦ信号をＲＦＢ１信号として通過させる。
ミキサ１３−１は、バンドパスフィルタ１１−１からＲＦＢ１信号を受けると、そのＲＦＢ１信号とローカル信号源１２−１により発振されたＬＯ１信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号をローパスフィルタ１４−１に出力する。
ローパスフィルタ１４−１は、ミキサ１３−１から周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号を受けると、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号のうち、ＲＦＢ１信号とＬＯ１信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ１−Ｆ＿ｌｏ１｜を有し、その周波数がＲＦＢ１信号の周波数Ｆ＿ｒｆｂ１より低いＩＦ１信号（ＩＦＬ１信号）だけを通過させるようにする。
【００３５】
一方、検出系１０−２のバンドパスフィルタ１１−２は、入力端子１からＲＦ信号が入力されると、そのＲＦ信号が取り得る周波数帯域の中で、下半分の周波数帯域に含まれていれば、そのＲＦ信号をＲＦＢ２信号として通過させる。
ミキサ１３−２は、バンドパスフィルタ１１−２からＲＦＢ２信号を受けると、そのＲＦＢ２信号とローカル信号源１２−２により発振されたＬＯ２信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２±Ｆ＿ｌｏ２｜のＩＦ２信号をローパスフィルタ１４−２に出力する。
ローパスフィルタ１４−２は、ミキサ１３−２から周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２±Ｆ＿ｌｏ２｜のＩＦ２信号を受けると、周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２±Ｆ＿ｌｏ２｜のＩＦ２信号のうち、ＲＦＢ２信号とＬＯ２信号の周波数差に相当する周波数｜Ｆ＿ｒｆｂ２−Ｆ＿ｌｏ２｜を有し、その周波数がＲＦＢ２信号の周波数Ｆ＿ｒｆｂ２より低いＩＦ２信号（ＩＦＬ２信号）だけを通過させるようにする。
【００３６】
この実施の形態２では、ローカル信号源１２−１，１２−２により発振されるＬＯ１信号，ＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１，Ｆ＿ｌｏ２を下記のように設定している。
Ｆ＿ｌｏ２＜Ｆ＿ｌｏ１
その結果、ローパスフィルタ１４−１，１４−２を通過するＩＦＬ１信号，ＩＦＬ２信号は、図５に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆより低い周波数に変換される。
このとき、ＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１は、下記の式（５）に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとＬＯ信号１の周波数Ｆ＿ｌｏ１の関係から一意に決まる。
2013117426.tif 000007
また、ＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２は、下記の式（６）に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２の関係から一意に決まる。
2013117426.tif 000008
【００３７】
ＦＶ変換回路１５−１は、ローパスフィルタ１４−１を通過してきたＩＦＬ１信号を受けると、そのＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１に反比例しているアナログ電圧ＶＯ−１を周波数特定部１６−１に出力するが、ＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１の帯域は、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆの帯域より低く、ＩＦＬ１信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌ１ｍａｘは、ＲＦ信号の最大周波数Ｆ＿ｒｆｍａｘより低くなっている。
また、ＦＶ変換回路１５−２は、ローパスフィルタ１４−２を通過してきたＩＦＬ２信号を受けると、そのＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２に反比例しているアナログ電圧ＶＯ−２を周波数特定部１６−２に出力するが、ＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２の帯域は、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆの帯域より低く、ＩＦＬ２信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌ２ｍａｘは、ＲＦ信号の最大周波数Ｆ＿ｒｆｍａｘより低くなっている。
このため、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域になっているにも関わらず、ＩＦＬ１信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌ１ｍａｘと、ＩＦＬ２信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌ２ｍａｘは、図３に示しているＩＦＬ信号の最大周波数Ｆ＿ｉｆｌｍａｘより低くなっている。
よって、上記の式（３）より、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯを、図３に示している回路条件と比べて大きくすることができる。
【００３８】
周波数特定部１６−１は、ＦＶ変換回路１５−１からアナログ電圧ＶＯ−１を受けると、そのアナログ電圧ＶＯ−１からＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する。
また、周波数特定部１６−２は、ＦＶ変換回路１５−２からアナログ電圧ＶＯを受けると、そのアナログ電圧ＶＯ−２からＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを特定する。
上記の式（５）（６）に示すように、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆは、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１，Ｆ＿ｌｏ２の関係から一意に決まるため、アナログ電圧ＶＯ−１，ＶＯ−２を測定することでＩＦＬ１信号，ＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１，Ｆ＿ｉｆｌ２を検出することができれば、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを同定することができる。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、２つの検出系１０−１，１０−２を備えて、検出系１０−１，１０−２におけるバンドパスフィルタ１１−１，１１−２の通過帯域が異なるように設定しているので、検出対象信号であるＲＦ信号が取り得る周波数帯域が広帯域になっていても、ＲＦ信号の周波数を正確に検出することができる効果を奏する。
【００４０】
この実施の形態２では、２つの検出系１０−１，１０−２を備えて、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域を２つに等分割しているものを示したが、等分割でなくてもよい。
【００４１】
この実施の形態２では、２つの検出系１０−１，１０−２を備えて、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域を２つに分割しているものを示したが、３つ以上の検出系１０を備えて、ＲＦ信号が取り得る周波数帯域を３つ以上に分割するようにしてもよく、さらに、所望の周波数分解能ｄｆを得るために必要な電圧差ｄＶＯを大きくすることが可能である。
【００４２】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係が一意に定まるため、周波数特定部６，１６−１，１６−２が、上記の式（２）を用いて、アナログ電圧ＶＯからＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを算出することができる。
しかし、実際の周波数検出回路では、ＦＶ変換回路５，１５−１，１５−２におけるキャパシタ１０６の容量Ｃや、電流源１０４から出力される電流Ｉｃが、回路の製造ばらつきなどの影響で、正確に見積もることができない場合がある。
この場合、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を式（２）から算出せずに、事前にＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を測定して、周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を示すテーブルを作成しておき、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを検出する際に、そのテーブルを参照して、アナログ電圧ＶＯの測定結果からＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆを導出するようにする。
【００４３】
上記実施の形態２のように、２つの検出系１０−１，１０−２を備えている場合、周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を示すテーブルも２つ必要になるため、テーブルの保存に使用するメモリなどの回路規模が増大する。
この実施の形態３では、２つの検出系１０−１，１０−２を備えている場合でも、周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を示すテーブルを１つにする方法について説明する。
【００４４】
この実施の形態３では、２つの検出系１０−１，１０−２におけるバンドパスフィルタ１１−１，１１−２の通過帯域の幅を同一の帯域幅に設定する。
また、図５に示すように、ＲＦＢ１信号が取り得る周波数の最小周波数をＦ＿ｒｆｂ１ｍｉｎ，ＲＦＢ２信号が取り得る周波数の最小周波数をＦ＿ｒｆｂ２ｍｉｎとするとき、ＬＯ１信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１と、ＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２が、下記の式（７）の関係を満足するように設定する。
2013117426.tif 000009
【００４５】
上記のように設定することで、検出系１０−１におけるＩＦＬ１信号の周波数帯域と、検出系１０−２におけるＩＦＬ２信号の周波数帯域とが同一になる。
その結果、検出系１０−１におけるＩＦＬ１信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ１とＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧ＶＯとの関係と、検出系１０−２におけるＩＦＬ２信号の周波数Ｆ＿ｉｆｌ２とＦＶ変換回路１５−２から出力されるアナログ電圧ＶＯとの関係が同一になる。
これらの関係が同一になれば、検出系１０−１で使用する周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を示すテーブルと、検出系１０−２で使用する周波数Ｆ＿ｒｆとアナログ電圧ＶＯの関係を示すテーブルとを共用することができる。その結果、テーブルの保存に使用するメモリなどの回路規模が削減することができる効果を奏する。
【００４６】
この実施の形態３では、２つの検出系１０−１，１０−２が１つのテーブルを共用するものを示したが、３つ以上の検出系１０を備えている場合、３つ以上の検出系１０が１つのテーブルを共用するようにしてもよい。
【００４７】
実施の形態４．
上記実施の形態２，３では、２つの検出系１０−１，１０−２のそれぞれがローカル信号源１２−１，１２−２を備えているものを示したが、２つの検出系１０−１，１０−２が１つのローカル信号源１２を共用化して、回路規模を削減するようにしてもよい。
【００４８】
図６はこの発明の実施の形態４による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
図６において、発振回路２１は周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する回路である。
分周回路２２は発振回路２１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＰ１分周して、分周後のＬＯ信号をＬＯ１信号として、検出系１０−１のミキサ１３−１に出力する回路である。
分周回路２３は発振回路２１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＰ２分周して、分周後のＬＯ信号をＬＯ２信号として、検出系１０−２のミキサ１３−２に出力する回路である。
【００４９】
次に動作について説明する。
分周回路２２における分周数Ｐ１は、発振回路２１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−１で必要なＬＯ１信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１との関係が、下記の式（８）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000010
また、分周回路２３における分周数Ｐ２は、発振回路２１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−２で必要なＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２との関係が、下記の式（９）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000011
【００５０】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する発振回路２１と、発振回路２１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＰ１分周して、分周後のＬＯ信号をＬＯ１信号として、検出系１０−１のミキサ１３−１に出力する分周回路２２と、発振回路２１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＰ２分周して、分周後のＬＯ信号をＬＯ２信号として、検出系１０−２のミキサ１３−２に出力する分周回路２３とから、検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を構成したので、回路規模を削減することができる効果を奏する。
【００５１】
この実施の形態４では、２つの検出系１０−１，１０−２が共有するローカル信号源１２を示したが、３つ以上の検出系１０を備える場合、３つ以上の検出系１０がローカル信号源１２を共用するようにしてもよい。
この場合、ローカル信号源１２が、相互に分周数が異なる３つ以上の分周回路を備えればよい。
【００５２】
実施の形態５．
上記実施の形態２，３では、２つの検出系１０−１，１０−２のそれぞれがローカル信号源１２−１，１２−２を備えているものを示したが、２つの検出系１０−１，１０−２が１つのローカル信号源１２を共用化して、回路規模を削減するようにしてもよい。
【００５３】
図７はこの発明の実施の形態５による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
図７において、発振回路３１は周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する回路である。
逓倍回路３２は発振回路３１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＱ１倍して、逓倍後のＬＯ信号をＬＯ１信号として、検出系１０−１のミキサ１３−１に出力する回路である。
逓倍回路３３は発振回路３１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＱ２倍して、逓倍後のＬＯ信号をＬＯ２信号として、検出系１０−２のミキサ１３−２に出力する回路である。
【００５４】
次に動作について説明する。
逓倍回路３２における逓倍Ｑ１は、発振回路３１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−１で必要なＬＯ１信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１との関係が、下記の式（１０）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000012
また、逓倍回路３３における逓倍Ｑ２は、発振回路３１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−２で必要なＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２との関係が、下記の式（１１）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000013
【００５５】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する発振回路３１と、発振回路３１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＱ１倍して、逓倍後のＬＯ信号をＬＯ１信号として、検出系１０−１のミキサ１３−１に出力する逓倍回路３２と、発振回路３１により発振された周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号をＱ２倍して、逓倍後のＬＯ信号をＬＯ２信号として、検出系１０−２のミキサ１３−２に出力する逓倍回路３３とから、検出系１０−１，１０−２が共有するローカル信号源１２を構成したので、回路規模を削減することができる効果を奏する。
【００５６】
この実施の形態５では、２つの検出系１０−１，１０−２が共有するローカル信号源１２を示したが、３つ以上の検出系１０を備える場合、３つ以上の検出系１０がローカル信号源１２を共用するようにしてもよい。
この場合、ローカル信号源１２が、相互に逓倍数が異なる３つ以上の逓倍回路を備えればよい。
【００５７】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６による周波数検出回路の検出系１０−１，１０−２が共用するローカル信号源１２を示す構成図である。
図８において、発振回路４１は周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する回路である。
バンドパスフィルタ４２は発振回路４１により発振されたローカル信号の周波数のＲ１倍の周波数を有する高周波信号（特定の次数の高周波信号）だけを通過させることで、その高周波信号をＬＯ１信号として検出系１０−１のミキサ１３−１に出力し、それ以外の周波数の信号を除去するフィルタである。
バンドパスフィルタ４３は発振回路４１により発振されたローカル信号の周波数のＲ２倍の周波数を有する高周波信号（特定の次数の高周波信号）だけを通過させることで、その高周波信号をＬＯ２信号として検出系１０−２のミキサ１３−２に出力し、それ以外の周波数の信号を除去するフィルタである。
【００５８】
次に動作について説明する。
バンドパスフィルタ４２の通過帯域を決めるＲ１は、発振回路４１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−１で必要なＬＯ１信号の周波数Ｆ＿ｌｏ１との関係が、下記の式（１２）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000014
また、バンドパスフィルタ４３の通過帯域を決めるＲ２は、発振回路４１により発振されるＬＯ信号の周波数Ｆ＿ｏｓｃと、検出系１０−２で必要なＬＯ２信号の周波数Ｆ＿ｌｏ２との関係が、下記の式（１３）の関係を満足するように設定されている。
2013117426.tif 000015
【００５９】
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、周波数Ｆ＿ｏｓｃのＬＯ信号を発振する発振回路３１と、発振回路４１により発振されたローカル信号の周波数のＲ１倍の周波数を有する高周波信号だけを通過させることで、その高周波信号をＬＯ１信号として検出系１０−１のミキサ１３−１に出力するバンドパスフィルタ４２と、発振回路４１により発振されたローカル信号の周波数のＲ２倍の周波数を有する高周波信号だけを通過させることで、その高周波信号をＬＯ２信号として検出系１０−２のミキサ１３−２に出力するバンドパスフィルタ４３とから、検出系１０−１，１０−２が共有するローカル信号源１２を構成したので、回路規模を削減することができる効果を奏する。
【００６０】
この実施の形態５では、２つの検出系１０−１，１０−２が共有するローカル信号源１２を示したが、３つ以上の検出系１０を備える場合、３つ以上の検出系１０がローカル信号源１２を共用するようにしてもよい。
この場合、ローカル信号源１２が、相互に通過対象の高周波信号の次数が異なる３つ以上のバンドパスフィルタを備えればよい。
【００６１】
実施の形態７．
上記実施の形態２では、周波数検出回路が２つの検出系１０−１，１０−２を備え、２つの検出系１０−１，１０−２がバンドパスフィルタ１１−１，１１−２を実装しているものを示したが、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２を実装しないようにすると、以下に示す問題が生じる。
【００６２】
ここでは、検出系１０−１で検出対象となる周波数Ｆ＿ｒｆのＲＦ信号に対して、周波数Ｆ＿ｌｏ１のＬＯ１信号を挟んで対称の周波数（イメージ周波数）Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号を想定する（下記の式（１４）を満足する周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号を想定する）。
2013117426.tif 000016
【００６３】
周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が検出系１０−１に入力された場合、バンドパスフィルタ１１−１が実装されていれば、周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号を除去することができるため、検出系１０−１の検出処理に対する影響を排除することができる。
一方、バンドパスフィルタ１１−１が実装されていなければ、上記の式（４）と式（１４）から明らかであるが、ローパスフィルタ１４−１から、周波数Ｆ＿ｒｆのＲＦ信号が入力された場合と同じ周波数のＩＦＬ１信号が出力される。
【００６４】
その結果、周波数Ｆ＿ｒｆのＲＦ信号が検出系１０−１に入力された場合に、ＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧ＶＯ−１と、周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が検出系１０−１に入力された場合に、ＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧ＶＯ−１とが同じになる。
そのため、周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が検出系１０−１に入力されたとき、検出系１０−１では、検出周波数を誤判定することになる。
この実施の形態７では、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２を実装しない場合でも、周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が検出系１０−１に入力されたときの検出周波数の誤判定を回避することができるようにしている。
【００６５】
図９はこの発明の実施の形態７による周波数検出回路の検出系１０−１を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
イメージリジェクション型ミキサ１７−１は入力端子１から入力されたＲＦ信号とローカル信号源１２−１により発振されたＬＯ１信号をミキシングして、周波数｜Ｆ＿ｒｆ±Ｆ＿ｌｏ１｜のＩＦ１信号を出力するが、その周波数のＩＦ１信号に対して、イメージ周波数の信号の影響を除去する特性を有している。なお、イメージリジェクション型ミキサ１７−１は中間周波数信号生成手段を構成している。
図９では、検出系１０−２の記載を省略しているが、検出系１０−２でも、検出系１０−１と同様に、ミキサ１３−２の代わりにイメージリジェクション型ミキサが実装されている。
【００６６】
次に動作について説明する。
イメージリジェクション型ミキサ１７−１は、入力端子１から下記の式（１５）を満足している周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が入力されたとき、周波数Ｆ＿ｒｆのＲＦ信号が入力された場合と同じＩＦＬ１信号がローパスフィルタ１４−１から出力されない特性を有している。
2013117426.tif 000017
これにより、周波数Ｆ＿ｒｆ＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号が検出系１０−１に入力されても、検出周波数の誤判定を回避することができる。
【００６７】
以上で明らかなように、この実施の形態７によれば、特定の周波数の信号に対して、イメージ周波数の信号の影響を除去する特性を有するイメージリジェクション型ミキサをミキサ１３−１，１３−２の代わりに使用するように構成したので、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２を実装しないでも、検出周波数の誤判定を回避することができるようになり、その結果、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２の実装面積を削減することができる効果を奏する。
【００６８】
実施の形態８．
上記実施の形態７では、ミキサ１３−１，１３−２の代わりにイメージリジェクション型ミキサを使用することで、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２の未実装時の検出周波数の誤判定を回避するものを示したが、この実施の形態８では、ミキサ１３−１，１３−２の代わりにイメージリジェクション型ミキサを使用することなく、バンドパスフィルタ１１−１，１１−２を実装しないで済む構成について説明する。
【００６９】
図１０はこの発明の実施の形態８による周波数検出回路を示す構成図であり、図において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ローカル信号源５１−１は図４のローカル信号源１２−１と同様に、特定の周波数Ｆ＿ｌｏ１のＬＯ信号１を発振する信号源であるが、ローカル信号源１２−１と異なり、入力端子１から入力されるＲＦ信号の周波数帯域を検出系１０−１，１０−２の個数で均等に分割した場合の各分割帯域の幅と、ＬＯ１信号とＬＯ２信号の間隔とが同じになるように、ＬＯ１信号の周波数が設定されている。
ローカル信号源５１−２は図４のローカル信号源１２−２と同様に、特定の周波数Ｆ＿ｌｏ２のＬＯ２信号を発振する信号源であるが、ローカル信号源１２−２と異なり、入力端子１から入力されるＲＦ信号の周波数帯域を検出系１０−１，１０−２の個数で均等に分割した場合の各分割帯域の幅と、ＬＯ１信号とＬＯ２信号の間隔とが同じになるように、ＬＯ２信号の周波数が設定されている。
【００７０】
特定結果選択部５２は検出系１０−１，１０−２における周波数特定部１６−１，１６−２の周波数の特定結果の中から、適正な特定結果を選択する処理を実施する。なお、特定結果選択部５２は特定結果選択手段を構成している。
【００７１】
次に動作について説明する。
図１１は周波数検出回路における各種信号の周波数の関係を示す説明図である。
この実施の形態８では、入力端子１から入力されるＲＦ信号の周波数帯域のうち、上半分の周波数帯域が検出系１０−１により取り扱われ、下半分の周波数帯域が検出系１０−２により取り扱われるものを想定する。
【００７２】
ローカル信号源５１−１により発振されるＬＯ信号１の周波数Ｆ＿ｌｏ１と、ローカル信号源５１−２により発振されるＬＯ信号２の周波数Ｆ＿ｌｏ２との間隔が、検出系１０−１，１０−２により取り扱われる周波数帯域の幅（入力端子１から入力されるＲＦ信号の周波数帯域が均等に２分割されている場合の各分割帯域の幅）と同じになるように設定されている。
即ち、ローカル信号源５１−１により発振されるＬＯ信号１の周波数Ｆ＿ｌｏ１は、検出系１０−１により取り扱われる周波数帯域の中で、最も低い周波数Ｆ＿ｒｆ１ｍｉｎに設定され、ローカル信号源５１−２により発振されるＬＯ信号２の周波数Ｆ＿ｌｏ２は、検出系１０−２により取り扱われる周波数帯域の中で、最も低い周波数Ｆ＿ｒｆ２ｍｉｎに設定される。
【００７３】
このとき、検出系１０−１により検出されるＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ１より、検出系１０−２により検出されるＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２の方が低い場合、検出系１０−１により検出される周波数Ｆ＿ｒｆ１のＲＦ信号に対して、周波数Ｆ＿ｌｏ１のＬＯ信号１を挟んで対称の周波数（イメージ周波数）Ｆ＿ｒｆ１＿ｉｍａｇｅのＲＦ信号の周波数範囲は、検出系１０−２により検出されるＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２の周波数範囲と同一になる。
【００７４】
入力端子１から周波数Ｆ＿ｒｆ１のＲＦ信号が入力された場合、検出系１０−２には、検出対象となる周波数Ｆ＿ｒｆ２以外のＲＦ信号が入力されるため、検出系１０−２の出力結果は無効となる。
この場合、検出系１０−１の周波数特定部１６−１が、ＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１を測定し、そのアナログ電圧Ｖ０−１を式（２）に適用することで、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ１を特定する。
【００７５】
入力端子１から周波数Ｆ＿ｒｆ２のＲＦ信号が入力された場合、検出系１０−２の周波数特定部１６−２が、ＦＶ変換回路１５−２から出力されるアナログ電圧Ｖ０−２を測定し、そのアナログ電圧Ｖ０−２を式（２）に適用することで、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２を特定する。
このとき、検出系１０−１では、周波数Ｆ＿ｒｆ１＝Ｆ＿ｌｏ１＋（Ｆ＿ｌｏ１−Ｆ＿ｒｆ２）の周波数を有するＲＦ信号が入力された場合と同じアナログ電圧Ｖ０−１がＦＶ変換回路１５−１から出力される。
その結果、ＦＶ変換回路１５−１から出力されたアナログ電圧Ｖ０−１が式（２）に適用され、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２が、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ１として特定される。
特定結果選択部５２は、周波数特定部１６−１，１６−２の双方から周波数の特定結果が出力された場合、周波数が低い方の特定結果が適正な特定結果であるとして選択し、その選択した周波数の特定結果を出力する。
この例では、検出系１０−２の周波数特定部１６−２により特定された周波数Ｆ＿ｒｆ２が、適正な特定結果であるとして選択される。
【００７６】
以上で明らかなように、この実施の形態８によれば、ＲＦ信号の周波数帯域を検出系の個数で均等に分割した場合の各分割帯域の幅と、複数の検出系におけるローカル信号の周波数の間隔とが同じになるように、ローカル信号源５１−１，５１−２により発振されるＬＯ信号の周波数を設定し、特定結果選択部５２が、検出系１０−１，１０−２における周波数特定部１６−１，１６−２の周波数の特定結果の中から、適正な特定結果を選択するように構成したので、イメージリジェクション型ミキサを用いずに、バンドパスフィルタ１１を取り除くことができるようになり、その結果、上記実施の形態７よりも更に実装面積を削減することができる効果を奏する。
【００７７】
この実施の形態８では、検出系１０の個数が２つである例を示したが、検出系１０の個数が３つ以上であっても、同様に構成することができる。
即ち、この実施の形態８では、２つの検出系１０−１，１０−２が出力する周波数の特定結果の中から、適正な周波数の特定結果を選択するものを示したが、３つ以上の検出系１０が出力する周波数の特定結果の中から、適正な周波数の特定結果を選択するようにしてもよい。
【００７８】
実施の形態９．
上記実施の形態８では、周波数特定部１６−１，１６−２の双方が周波数を特定した場合、特定結果選択部５２が、周波数が低い方の特定結果が適正な特定結果であるとして選択するものを示したが、２つの検出系１０−１，１０−２のＦＶ変換回路１５−１，１５−２から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１，Ｖ０−２の関係から、２以上の異なる周波数のＲＦ信号が入力された状況を検出するようにしてもよい。
【００７９】
入力端子１から周波数Ｆ＿ｒｆ２のＲＦ信号が入力された場合、検出系１０−１のＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１は、Ｆ＿ｒｆ１＝Ｆ＿ｌｏ１＋（Ｆ＿ｌｏ１−Ｆ＿ｒｆ２）の周波数を有するＲＦ信号が入力された場合と同じアナログ電圧Ｖ０−１となる。
その結果、検出系１０−２により取り扱われる周波数Ｆ＿ｒｆ２のＲＦ信号が入力されたとき、検出系１０−２のＦＶ変換回路１５−２から出力されるアナログ電圧Ｖ０−２だけでなく、検出系１０−１のＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１も一意に決まる。
したがって、周波数Ｆ＿ｒｆ２のＲＦ信号が入力されたときのアナログ電圧Ｖ０−２とアナログ電圧Ｖ０−１も一意に決まる。
【００８０】
続いて、検出系１０−２により取り扱われる周波数帯域内の周波数Ｆ＿ｒｆ２ａのＲＦ信号と、周波数Ｆ＿ｒｆ２ｂのＲＦ信号とが入力された場合を想定する。
この場合、図１２に示すＦＶ変換回路１５−２では、２波の合成信号の信号デューティーが一定でなくなることにより、正しい検出動作が行われなくなる。即ち、周波数を正しく検出できなくなる。
したがって、検出系１０−２において、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２ａと出力電圧Ｖ０−２ａとの関係、及び周波数Ｆ＿ｒｆ２ｂと出力電圧Ｖ０−２ｂとの関係は、ともに式（２）を満たさなくなる。
【００８１】
検出系１０−１では、周波数Ｆ＿ｒｆ１ａ＝Ｆ＿ｌｏ１＋（Ｆ＿ｌｏ１−Ｆ＿ｒｆ２ａ）と、Ｆ＿ｒｆ１ｂ＝Ｆ＿ｌｏ１＋（Ｆ＿ｌｏ１−Ｆ＿ｒｆ２ｂ）を有する２つのＲＦ信号が入力された場合と同じ動作となる。
この場合、図１２に示すＦＶ変換回路１５−１では、２波の合成信号の信号デューティーが一定でなくなることにより、正しい検出動作が行われなくなる。
したがって、検出系１０−１において、ＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ１ａと出力電圧Ｖ０−１ａとの関係、及び周波数Ｆ＿ｒｆ１ｂと出力電圧Ｖ０−１ｂとの関係は、ともに式（２）を満たさなくなる。
【００８２】
したがって、検出系１０−２により取り扱われる周波数帯域内の周波数Ｆ＿ｒｆ２ａのＲＦ信号と、周波数Ｆ＿ｒｆ２ｂのＲＦ信号とが入力された場合、アナログ電圧Ｖ０−１とアナログ電圧Ｖ０−２の関係は、１つのＲＦ信号が入力された場合のように一意には決まらなくなる。
よって、アナログ電圧Ｖ０−１とアナログ電圧Ｖ０−２の関係から、式（２）を用いて、１つのＲＦ信号の周波数Ｆ＿ｒｆ２を導き出せないときは、２つのＲＦ信号が入力されたと判定することができる。
【００８３】
この実施の形態９では、周波数が異なる２つのＲＦ信号が入力された場合について示したが、周波数が異なる３つ以上のＲＦ信号が入力された場合についても、同様に適用することができる。
また、この実施の形態９では、検出系１０の個数が２つである例を示したが、検出系１０の個数が３つ以上であっても、同様に構成することができる。
【００８４】
実施の形態１０．
上記実施の形態２の回路構成において、２つの検出系１０−１，１０−２のうち、どちらの検出系１０に、検出対象信号であるＲＦ信号が入力されたかを判定することで、そのＲＦ信号の周波数を大まかに判別するようにしてもよい。
即ち、２つの検出系１０−１，１０−２におけるＦＶ変換回路１５−１，１５−２から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１，Ｖ０−２が適正な電圧範囲内であれば、当該電圧に対応する周波数は検出対象のＲＦ信号の周波数であると判別する判別手段を設けるようにしてもよい。
【００８５】
上記の式（２）より、周波数Ｆ＿ｒｆ１のＲＦ信号が検出系１０−１に入力された場合、検出系１０−１のＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１は、周波数検出処理を実施する前に導出することができる。
検出系１０−１において、周波数Ｆ＿ｒｆ１が取り得る周波数の最大周波数をＦ＿ｒｆ１ｍａｘ、最小周波数をＦ＿ｒｆ１ｍｉｎとすると、式（２）を適用することで、検出系１０−１のＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１の最大値Ｖ０ｍａｘと最小値Ｖ０ｍｉｎは、下記の式（１６），（１７）のように導出することができる。
2013117426.tif 000018
【００８６】
そこで、判別手段が、検出系１０−１のＦＶ変換回路１５−１から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１をＡ／Ｄ変換器等で計測し、Ｖ０ｍｉｎ＞Ｖ０−１、または、Ｖ０−１＞Ｖ０ｍａｘであるときは、検出系１０−１に入力されたＲＦ信号の周波数が、検出対象となる周波数Ｆ＿ｒｆ１以外の周波数であると判定し、検出系１０−１における周波数の特定結果が無効であるとする。
一方、Ｖ０ｍｉｎ≦Ｖ０−１≦Ｖ０ｍａｘであるときは、検出系１０−１に入力されたＲＦ信号の周波数が、検出対象となる周波数Ｆ＿ｒｆ１であると判定し、検出系１０−１における周波数の特定結果が有効であるとする。
よって、２つの検出系１０−１，１０−２を並列に並べたとき、検出系１０−１，１０−２のＦＶ変換回路１５−１，１５−２から出力されるアナログ電圧Ｖ０−１，Ｖ０−２を２つのＶ０ｍｉｎ，Ｖ０ｍａｘと比較することで、どちらの検出系における周波数の特定結果が有効であるかを判定することができる。
これにより、検出対象となるＲＦ信号の周波数を大まかに判別することができる。
【００８７】
この実施の形態１０では、周波数が異なる２つのＲＦ信号が入力された場合について示したが、周波数が異なる３つ以上のＲＦ信号が入力された場合についても、同様に適用することができる。
また、この実施の形態１０では、検出系１０の個数が２つである例を示したが、検出系１０の個数が３つ以上であっても、同様に構成することができる。
【００８８】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  入力端子、２  ローカル信号源、３  ミキサ（中間周波数信号生成手段）、４  ローパスフィルタ（中間周波数信号生成手段）、５  ＦＶ変換回路（周波数特定手段）、６  周波数特定部（周波数特定手段）、１０−１，１０−２  検出系、１１−１，１１−２  バンドパスフィルタ、１２−１，１２−２  ローカル信号源、１３−１，１３−２  ミキサ（中間周波数信号生成手段）、１４−１，１４−２  ローパスフィルタ（中間周波数信号生成手段）、１５−１，１５−２  ＦＶ変換回路（周波数特定手段）、１６−１，１６−２  周波数特定部（周波数特定手段）、１７−１  イメージリジェクション型ミキサ（中間周波数信号生成手段）、２１  発振回路、２２，２３  分周回路、３１  発振回路、３２，３３  逓倍回路、４１  発振回路、４２，４３  バンドパスフィルタ、５１−１，５１−２  ローカル信号源、５２  特定結果選択部（特定結果選択手段）、１０１  入力端子、１０２  パルス発生回路、１０３  充電回路、１０４  電流源、１０５  スイッチ、１０６  キャパシタ、１０７  出力端子。
【図１】
2013117426.tif 000019
【図２】
2013117426.tif 000020
【図３】
2013117426.tif 000021
【図４】
2013117426.tif 000022
【図５】
2013117426.tif 000023
【図６】
2013117426.tif 000024
【図７】
2013117426.tif 000025
【図８】
2013117426.tif 000026
【図９】
2013117426.tif 000027
【図１０】
2013117426.tif 000028
【図１１】
2013117426.tif 000029
【図１２】
2013117426.tif 000030
【図１３】
2013117426.tif 000031